材料是21世纪发展的物质基础

中图分类号:No4;TB3文献标识码:C文章编号:1673-8578(2010)04-0005-04

材料是人类用于制造有用的构件、器件或物品的物质,是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代,人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代,随着高新技术的发展,又把新材料与信息技术、生物技术并列作为新技术革命的重要标志。现代社会,材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。因此,材料科学技术名词亟须规范化,以适应信息化、全球化的发展趋势。

2005年3月15日,材料科学技术名词审定委员会正式成立。至2009年11月,《材料科学技术名词》终审稿上交全国科学技术名词审定委员会,审定工作历时近5年,参加编写、审定专家人数达到了210余位。为今后更好地开展综合性学科的审定工作,现将材料科技名词审定工作情况作一简要介绍,以供交流。

书名的确立

“材料”是早已存在的名词,而“材料科学”的提出则是在20世纪60年代。1957年,苏联人造地球卫星发射成功之后,美国政府及科技界为之震惊,并认识到先进材料对于高技术发展的重要性,于是在一些大学相继成立了10余个材料科学研究中心,从此,“材料科学”这一名词开始被人们广泛引用。

随着科学技术的发展,从20世纪70年代起逐渐形成一门“材料科学与工程”的新学科,它打破了把材料分为金属和非金属、有机物和无机物等几个孤立领域的传统概念,用统一的观点及方法来研究材料的结构、性能、合成加工、使用行为四大基本要素及其相互关系,使之成为融合多种材料、多种学科的综合性学科。

实际上,在我国通用的科技语言中,“材料科学技术”和“材料科学与工程”在内涵上并无实质区别,只是国内用“材料科学技术”一词较多,而国外用“材料科学与工程”一词较多。为充分反映材料的发展状况,经讨论确定将书名定名为《材料科学技术名词》。

学科框架的制订

(一)学科框架的初步确立

材料可按多种方法进行分类。按用途既可把材料分成结构材料和功能材料,也可分为能源材料、生物医用材料、信息材料、建筑材料、航空航天用材料等;按化学成分可把材料分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料及复合材料等;按材料的状态,可分为薄膜材料、多孔材料、颗粒材料、纤维材料等;按物理性质可分为压电材料、热电材料、铁电材料、光电材料、电光材料、声光材料、磁光材料、激光材料等;材料也可以按其发展历程分为传统材料和新材料两大类。

材料科学技术的研究领域与纯科学研究领域(如物理、化学、生物等)以及某些专业工程研究领域(如化工、机械、电子等)都会有重叠,其区别于化工之处在于组织—性能关系上的特色及跨越各类材料的广度;区别于机械工程之处在于着眼于材料的内部组织及成分—组织—性能间的关系。

鉴于以上情况,经专家组商议,否定了按结构、功能或按用途来分的方法,

确定收词范围的一级框架为:1.材料科学基础;2.金属材料;3.无机非金属材料;4.有机高分子材料;5.复合材料;6.半导体材料;7.天然材料;8.材料技术。

(二)学科框架的进一步完善

2005年8月27—29日,材料科学技术名词审定会在北京延庆召开,师昌绪、周廉、朱道本、王占国等40多位专家参加了会议。

经过两天的交流和讨论,各位委员和专家对整体框架结构作了进一步的调整:将“材料技术”更名为“材料的合成、制备与加工”,并入第一章,章名由“材料科学基础”改为“材料科学技术基础”,内容上增加材料的环境行为和无损检测。这是因为:

第一,固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展,对物质结构和物理性质的深入研究,推动了对材料本质的研究和了解。第二,冶金学、金属学、陶瓷学等对材料本身的研究也大大加强,从而对材料的制备、结构和性能,以及它们之间相互关系的研究也愈来愈深入。第三,金属材料、高分子材料与陶瓷材料学科虽都已自成体系,但它们之间仍存在着颇多相似之处。第四,各类材料的分析测试技术也有很多相似之处。虽然不同类型的材料各有专用测试技术,但更多的是相同或相近的,如显微术、表面测试及物理性能和力学性能测试技术等。在材料生产中,许多加工技术也是通用的。因此,为避免各章的术语重复,决定将各章共性的部分放在第一章,而其他章节只保留自己特性的部分,如:钢铁材料生产技术、陶瓷材料工艺、高分子加工、半导体材料制备。

“材料科学技术基础”部分将“材料的性能”和“材料的分析测试”合并为“材料的表征与分析测试”;“材料的合成、制备与加工”部分的“材料工艺模拟”一节并入“材料科学技术基础”,并更名为“材料的设计、模拟与计算”;取消“煤炭”一节,增加“纸和皮革”部分。

针对“天然材料”内部板块的不平衡问题,删去了一些层级较低的词和一些派生词;“金属材料”增加“特殊用途金属材料”一节,收录高温合金、磁性材料、弹性材料、膨胀合金、双金属等重要的功能材料,“快冷技术”和“表面技术”调整到“材料科学技术基础”;“高分子材料”中删去“其他高分子合成物”部分,增加“高分子材料相关助剂”一节。考虑到21世纪是生命科学时代,生物材料有很大发展,在所有材料中附加值最高,与人民群众生活关系密切,因而特增加了一章“生物材料”。

收词原则的制订

材料科学技术是一门大的综合性学科,金属材料、高分子材料、陶瓷材料、半导体材料、非金属材料等学科都已自成体系,相互之间虽有交叉,但又有较大差异。2005年8月的审定会初步确定收词总数约1.5万条,在以后的审定工作中,根据总的收词原则,各章又结合本学科的自身情况制订了各自的收词原则。至2009年11月最后定稿,总词条数为7000余条。具体收词原则如下:

1.各章负责收录具有本学科特点、构成本学科概念体系的专有名词,以及保持学科体系所必需、与材料科技密切相关的其他学科的术语。例如:在材料基础部分要以材料学科为主,只收录反映各种材料共性的术语,根据这一原则,删去了物理、数学等学科的一些术语;半导体材料部分一开始做成了半导体学,后根据总的收词原则进行了大量的删改。

2.以材料科学技术为主,包括与其相关的基础科学、制备工艺与加工和检测,所以同一组词涉及性能、制备工艺、设备和实验方法时,以材料科技术语为主。例如:“持久强度、持久强度试验、持久强度试验机”一组词中选“持久强度”一词。又如:“连铸、连续铸造、连续铸钢、连铸机”一组词选“连续铸钢”进入金属材料部分为妥。“连续铸造”因为具有普遍性而进入第一章材料科学技术基础部分。

3.派生词写到哪个层次,难以确定统一的标准,但总体原则为“宜粗不宜细”。如材料的牌号一般不选为词条;以具体使用目的命名的、不定义不会有概念错误的钢材名词一般不选用(如“车轮钢”“车轴钢”不选用);使用范围和钢材特性相一致的区别选用(如“弹簧钢”选用,“钢绞线”不选用);由材料延伸使用的词一般不选用(如磁性材料中的器件类词条)。

4.性能和测试部分原则上只出现性质、性能和方法,不出现测试仪器。如选用“凝胶渗透色谱法”“旋转黏度法”“熔融指数法”,不选用“凝胶渗透色谱仪”“旋转黏度计”“熔融指数测定仪”等。

5.已长期不用、淘汰或趋于淘汰的词不收。如“精密合金”。

6.缺少科学内涵,一看就明白的词不收。如“纸张正面”“纸张横向”。

7.只收录重要的器件和制品,删去非材料类的元器件词条。

8.注意补充新词。

9.不收概念不清的广告词。如“新型材料”。

建立有效的组织工作

作为综合性学科,材料科学技术涉及学科专业多,学科间差异性大,导致仅参加编写的专家就达140余位,因此做好组织协调工作显得尤其重要。

1.根据制订的学科框架,以各章节为编写审定小组,聘请业内优秀专家,组织工作班子,落实组长和专家组成员。师昌绪院士以80多岁的高龄,多次参加审定会,给予了许多指导性的意见。

2.中国材料研究学会常务副秘书长吴伯群、学会办公室张若岩和全国科学技术名词审定委员会才磊组成材料科学技术名词审定办公室,负责材料科技名词审定的日常工作。大多数专家日常的工作压力和工作强度都很大,而名词审定工作尤其是定义或释义的编写又往往难度大并且费时、费力。名词审定办公室想尽各种办法,与专家们不断沟通,有力推动了名词审定工作的开展。

3.由于参与材料科技名词审定工作的专家较多,为使参与工作的专家能更好、更快地了解名词审定工作的意义、原则、方法以及审定要求,名词审定办公室印制了《〈材料科学技术名词〉审定手册》,分发给各位委员和特聘专家。

4.建立委员、特聘专家通讯制度,编辑工作会议简讯以方便专家们及时沟通并进一步了解自身及其他板块的进展情况,学习并参考其他板块的审定工作经验。

5.建立资料库,购买相关词典、词汇、国家标准、国外相关学科的术语书籍等,供专家在名词审定工作中参考。

6.积极争取多种渠道的经费支持,以推动材料科技名词审定工作的顺利进行。在进行总体和分专业领域的审定工作中,得到了国家自然科学基金委员会、钢铁研究总院、中国航天科技集团公司第一研究院703研究所、北京航空航天大学、中国科学院化学所、西北有色金属研究院、北京有色金属研究总院、中南大学、中国林业科学院木材研究所等单位的大力支持。

严格执行三审制

材料科学技术名词审定委员会按照自身的情况,根据科学技术名词审定的原则及方法,对各分支学科的术语及定义分别进行了三审。

由于参加编写的专家众多,在编写体例、语言的叙述等方面很难统一。

因此,在定义的编写工作开始之前,首先由各分支学科按照自身学科的特点,提出5条术语的定义(如物质名词、性质名词、测试和实验名词等),提交委员会进行反复讨论后定为样条,发给全体委员及特聘专家。

编写的初稿,在各专业组内进行互相审查修改后,由名词审定办公室将本领域确定的初稿发给参编人员以外的本专业的3~5名专家审阅,要求每位专家在审定会议之前审定,以便保证审定质量及提高会议效率。编写专家会后根据审定意见再次返回修改。

由石力开、黄鹏程、黄勇、秦福、刘国权、吴伯群、张若岩等组成的材料科学技术名词统稿审定专家组,先后召开了10余次会议对全书各章节术语及定义、英文名进行了再次审定,并将审定意见返回各章负责人进行反复修改。

术语及定义的审定工作

在进行材料科学技术名词审定过程中,专家们对术语的确定及其定义或释义的编写都付出了极大的心血。有时为了一条术语的编写,负责的专家往往要查阅大量书籍,咨询业内数位同行,历时几天去推敲整理。在审定会中,与会专家们又群策群力,充分体现了集体的智慧。例如:

1.“材料学”一词为中国人所创,没有相应的英文与之对应,初期审定时创造了“materialogy”一词,后经统稿审定专家组讨论,并通过与台湾材料界专家的沟通,最终确定采用“materials”,因该词复数有“学”的意思。

2.“有色金属”最早是从俄文翻译过来的,英文为“nonferrousmetal”,字面意思是非铁金属,但因早已约定俗成,仍维持“有色金属”原有中文名称;“精密合金”也是来自俄文,英文名为“functionalmaterials”,即“功能材料”,现在采用后者而淘汰前者。

3.注意“重复单元”和“结构单元”的区别。前者为聚合物主链中交替重复出现的有固定结构的单元;后者为主链中多次重复出现,但并非交替出现的组成聚合物主链结构的基本单元。

4.注意术语定义的科学性和严谨性。例如:“固溶度”一词,定义“固体在固溶体中的溶解度”中的“固体”改为“溶质”更为恰当;“共晶反应”定义中“同时生成两种晶体”的说法不能推广至多组元合金体系,加上“或两种以上”更具一般性;“表面扩散”定义中“原子在晶体表面的迁移”,还应包括“分子”。

5.在名词定义中必须使用的数字,要么十分精确,要么使用“大约”“一般”等词留有余地,避免绝对化。与性质有关的量级不确定或无公认数字则在引用数据前使用“一般”“通常”。

6.定义尽量不扩展,若有必要扩展,以不带来歧义、误解等问题为原则。

7.国内一些标准制订较早,国际标准又存在缺陷的(例如:超导膜),撰写的定义要以符合定义的编写要求为主,同时参考但不拘泥于国内外标准,并注明该词条已有的标准名称和代号,以便今后同国家标准进行协调。

8.物质或材料名词原则上用结构来定义。凡能用语言表达结构的,要语言和结构式并用,若用语言表达结构十分困难的,可只用结构式表达。

在师昌绪院士、周廉院士等老一辈材料专家及我国广大材料科技工作者的支持下,《材料科学技术名词》即将面世。在审定过程中专家们对名词审定工作的执着和敬业精神、团结协作精神令人感动。

从材料科学技术名词的审定过程中我们也深刻体会到,名词审定工作既要遵从一般的规范,也要具体问题具体对待。这正是我们今后需要不断完善的地方。

希望该书的面世能对我国材料科学技术的国内外学术交流和材料行业的经贸往来发挥积极作用。